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Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dehnung eines unter Spannung
stehenden Probestückes aus Gummi od. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung
zum Messen der Dehnung und der Spannung eines Probestückes aus Gummi od. dgl. und
insbesondere auf einen solchen Dehnungsmesser, mit dem hantel- oder streifenförmige
Probestücke aus Gummi in einer Schopper-Zugestigkeitsprüfmaschine geprüft werden.
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Das übliche Verfahren zum Messen der Zugfestigkeit von Gummi besteht
darin, daß ein entsprechend geformtes Probestück, das beispielsweise hantelförmig
ausgebildet ist, einer sich ständig steigernden Spannung unterworfen wird. wobei
die Maximalspannung aufgezeichnet wird, welche erreicht wird, beovr das Probestück
reißt. Es wurden Versuche gemacht, auch die Dehnung des Probestückes unter der Zugbeanspruchung
zu beobachten. indem das Wachsen des Abstandes zwischen zwei Markierungen auf dem
Probestück gemessen wird. I)as Messen und Aufzeichnen der Vergrößerung dieses abstandes
ist jedoch schwierig wegen der Biegsamkeit des Probestückes und infolge der Tatsache,
daß keine der Markierungen auf dem Probestück, in fester Lage bleibt.
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Bei Verwendung des Dehnungsmessers gemäß der Erfindung werden diese
Schwierigkeiten jedoch überwunden, und es wird hierdurch ein Verfahren vorgeschalgen,
wodurch kontinuierlich der Abstand zwischen zwei Markierungen auf dem Gummiprobestück
gemessen und aufgezeichnet, gewünschteufalls graphisch aufgezeichnet werden kann.
Die Verwendung des Dehnungsmessers gemäß der Erwindung ist selbstverständlich nicht
auf Gummi-
probestücke beschränkt, er kann vielmehr auch ganz allgemein
zum Messen und Aufzeichnen von einem sich ändernden Abstand zwischen zwei Punkten
verwendet werden, von denen der eine oder beide sich bewegen, bei einem Material,
das jeweils geprüft werden soll.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Messen der Dehnung unter
Spannung eines Probestückes aus Gummi od. dgl. vorgeschlagen, das darin besteht,
daß mit Hilfe von Hebeln die Bewegung von zwei Punkten auf dem Probestück auf zwei
sich verschiebende Kontaktvorrichtungen übertragen wird, von denen jede während
der Verschiebung wiederholt einen elektrischen Strom schließt und unterbricht, der
einen Elektromagneten in Betrieb setzt, der durch eine entsprechende Armatur und
eine Klinke ein Zahnrad antreibt, wobei der Unterschied in den Bewegungen dieser
beiden Zahnräder als ein Maß für die Dehnung des Probestückes dient.
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Die Übertragung der Bewegung der beiden Punkte auf dem Probestück
auf die beiden Schiebekontaktvorrichtungen kann mit Hilfe von zwei leichten Teleskop
armen erfolgen, die an dem einen Ende drehbar angelenkt und mit dem anderen Ende
an dem zu prüfenden Gummistück befestigt sind, beispielsweise mit Hilfe einer leichten
Federklemme, die derart ausgebildet ist, daß sie den Gummi nicht beschädigt. Bei
der Schopper-Zugfestigkeitsprüfmaschine wird das hantelförmige Gummiprobestück in
einer senkrechten Lage gehalten, und die Spannung erfolgt senkrecht nach unten.
Durch diese Bewegung des Gummiprobestückes werden sich also die Teleskoparme in
einer senkrechten Ebene bewegen. Diese Teleskoparme liegen ihrerseits auf den Schiebekontaktvorrichtungen
auf und bewegen diese nach unten, wobei sich die untere Vorrichtung rascher bewegt
als die obere. Der Reibungswiderstand der Schiebekontaktvorrichtungen kann vorteilhaft
so eingestellt werden, daß das Gewicht dieser Vorrichtung und das des Teleskoparmes
ausgeglichen wird.
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Die Schließung und Unterbrechung des elektrischen Stromes erfolgt
zweckmäßig mit Hilfe einer feinen Zahnstange und eines der Zahnform folgenden Ansatzstückes,
mit welchem die Schiebekontaktvorrichtung versehen ist. Die sich rascher bewegende
untere Kontaktvorrichtung erzeugt und unterbricht den elektrischen Strom häufiger
als die sich langsamer bewegende obere Kontaktvorrichtung, und diese Differenz hat
eine raschere Drehung des entsprechenden Zahnrades zur Folge.
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Um diese Differenz der Umlaufgeschwindigkeiten dieser Zahnräder auszunutzen,
können sie durch Reibung mit zwei Winden verbunden sein, um die eine Schnur herumgewickelt
ist, so daß bei einer Drehung der der oberen Markierung des Gummiprobestückes entsprechenden
Winde Faden freigegeben wird und bei einer Drehung der Winde, welche der unteren
Markierung an dem Gummiprobestück entspricht, Faden aufgewickelt wird.
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Durch das kombinierte Ergebnis dieser beiden Arbeitsweisen wird Faden
aufgewickelt, und durch eine geeignete Anordnung von Rollen und Fäden kann dieses
Ergebnis leicht dazu benutzt werden beispielsweise einen Wagen mit einer Feder über
ein Blatt Aufzeichnungspapier zu bewegen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Apparatur zum
Messen der Dehnung unter Spannung einer Probe von Gummi od. dgl. vorgeschlagen,
welche aus zwei Teleskoparmen besteht, von denen jeder an einem Ende gelagert und
an seinem anderen Ende mit einer leichten Federklemme versehen ist, durch die er
an dem Gummiprobestück befestigt wird. Jeder dieser Arme liegt auf einer Schiebekontaktvorrichtung
auf, welche während des Verschiebens wiederholt einen elektrischen Strom schließt
und unterbricht. der einen Elektromagneten in Tätigkeit setzt, welcher eine durch
Reibung angetriebene Winde über eine entsprechende Armatur, eine Klinke und ein
Zahnrad antreibt.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Rusführungsform der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I eine Vorderansicht eines Dehnungsmessers gemäß
der Erfindung; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht desselben; Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht
der Schnuranordnung bei einer Sehopper - Zugfestigkeitsprüfmaschine, welche mit
einem Dehnungsmesser gemäß der Erfindung ausgestattet ist; Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht
der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung.
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, besteht der auf einem Kugellager
und einer Stütze 4 gelagerte Teleskoparm aus einer aus einem Arm 2 ausziehbaren
Stange I und einer Federklemme 3.
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Dieser Teleskoparm liegt auf einer vorspringenden Stange 5 der 5 chiebekontakt
vorrichtung auf. Diese besteht aus einer hinteren Gleitplatte 6 und einer vorderen
Gleitplatte 7, welche durch Stangen 5 und 8 und Muttern g und 10 miteinander verbunden
sind, welche derart eingestellt sind, daß sie sich unter Reibung auf zwei Führungsstangen
II verschieben.
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Auf dieser Schiebekontal<tvorrichtung befinden sich ein einstellbarer
Kontakt I2 sowie ein Federkontakt I3, welcher gegenüber der hinteren Schiebeplatte
6 durch eine Isolierplatte 14 isoliert ist und ein Ansatzstück 15 aus Fiber trägt,
das gegen eine Zahnstange I6 anliegt.
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Wenn sich die Schiebekontaktvorrichtung entlang der Führungsstange
bewegt, bewegt sich das Fiberansatzstück in Berührung mit der Zahnstange und wird
dabei in Schwingbewegungen auf den Hauptkörper der Schiebekontaktvorrichtung zu
und von ihm weg versetzt. Hierdurch wird der Federkontaktarm I3 auf die Schiebekontaktvor
richtung zu und von ihr weg gebogen, und der Zwischenraum zwischen dem einstellbaren
Kontakt 12 und dem Federkontakt I3 wird abwechselnd geöffnet und geschlossen.
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Diese Schiebekontaktvorrichtung betätigt Elektromagneten I7 mit einem
Kern 18 und einer Armatur Ig, welche bei 20 angelenkt ist und die eine Klinke und
Feder 21 aufweist, welche ein Zahnrad 22 antreibt. Die Armatur 19 wird von dem Kern
Ie
durch eine Feder 23 entfernt gehalten, und eine Rückbewegung
des Zahnrades wird durch eine Sperrklinke und eine Feder 24 verhindert.
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Das Zahnrad 22 treibt eine Winde 25 durch eine Metallunterlegschefbe
26 und eine Korkscheibe 27 an.
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Die Stützend, die Führungsstangen Ii und die Elektromagneten und
die Winden sind auf einer Grundplatte 28 angebracht und werden von einem Deckel
29 bedeckt, der zwei Schlitze 30 und 31 besitzt, um eine Bewegung der Teleskoparme
und der vorspringenden Stangen 5 zu ermöglichen, und der einen Schalter 32 trägt,
um den elektrischen Strom ein- und ausschalten zu können. Die elektrischen Leitungen
sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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Der Körper des Instrumentes wird als ein Leiter verwendet, und der
Draht des Magneten ist an dem oberen Federkontakt I3 angelötet.
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Dieser Dehnnngsmesser gemäß der Erfindung ist an den Seitenschienen
33 einer gSchopper-Zugfestigkeitsprüfmaschine mit Hilfe eines Führungskeiles 34
und einer Sperrmutter 35 befestigt. Die Federklemmen 3 an den Teleskoparmen werden
an ausgewählten Punkten des hantelförmigen Gummiprobestückes 36, die gewöhnlich
2,5 cm voneinander entfernt sind, befestigt.
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An einem Ende der unteren Winde 25' ist eine Schnur befestigt, welche
um eine Rolle 37 herumgeht, dann zweimal um die obere Winde 25" herumgewickelt ist
und schließlich über Rollen 38 geführt ist. Das freie Ende dieser Schnur ist mit
einem Ausgleichgewieht 39 belastet.
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Die Bewegung der Rolle 37 wird durch ein einfaches Rollen- und Schnursystem
auf den Wagen 40 übertragen. Auf diese Weise werden also Dehnungen des Gummiprobestückes
als eine waagerechte ewegung des Wagens registriert, und es besteht eine lineare
Beziehung zwischen der Verschiebung des Wagens und der Dehnung des Gummiprobestückes.
Die jeweils vorliegende Dehnung wird durch die üblichen Mittel als eine waagerechte
Bewegung einer Feder an dem Wagen registriert, und somit läßt sich ein Dehnungsdiagramm
selbsttätig auf einem entsprechend angebrachten Papierstreifen aufzeichnen. Aus
diesem Diagramm lassen sich die physikalischen Eigenschaften des Gummis, wie die
Zugfestigkeit, die Dehnung und der Elastizitätsmodul, sofort ablesen. Durch Verwendung
des Dehnungsmessers gemäß der Erfindung können diese Dehnungsdiagramme in einfacher
Weise durch eine ungelernte Kraft hergestellt werden, wobei jegliche subjektiven
Fehler vermieden werden.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zum Messen der Dehnung eines unter
Spannung stehenden Probestückes aus Gummi od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß
mit Hilfe von Hebeln die Bewegung von zwei Punkten des Probestückes auf zwei Schiebekontaktvorrichtungen
übertragen wird, von denen jede während der Verschiebung abwechselnd einen elektrischen
Strom schließt und unterbricht, der je einen Elektromagneten in Tätigkeit setzt,
welcher durch je eine entsprechende Armatur und eine Klinke je ein Zahnrad antreibt,
und daß der Unterschied in den Bewegungen dieser beiden Zahnräder als Maß für die
Dehnung des Probestückes verwendet wird.